Charakterystyka zniekształceń wzmacniacza mocy

advertisement
Wzmacniacze – ogólne informacje
Mateusz Wieczorkiewicz
Radosław Zacira
Symbol graficzny:
a) powszechnie stosowany
symbol;
b) dodatkowo zaznaczone
napięcia zasilające oraz
napięcia wejściowe i wyjściowe
Wzmacniacz - to układ elektroniczny,
którego zadaniem jest wytworzenie na
wyjściu sygnału o wartości większej,
proporcjonalnej do sygnału wejściowego.
Dzieje się to kosztem energii pobieranej z
zewnętrznego źródła zasilania.
Wzmacniacze są budowane przy użyciu
elementów aktywnych (niegdyś lamp
elektronowych, obecnie tranzystorów).
Podział wzmacniaczy
Ze względu na parametr sygnału, który jest
wzmacniany, wzmacniacze dzielone są na:
wzmacniacze
prądu
(współczynnik
wzmocnienia napięciowego równy jest 1)
* wzmacniacze napięcia (współczynnik
wzmocnienia prądowego równy jest 1)
* wzmacniacze mocy (wzmacniane są
równocześnie prąd i napięcie) – najczęściej
stosowane we wzmacniaczach akustycznych
*
Ze względu na rodzaj wzmacnianego
sygnału elektrycznego stosuje się podział:
* wzmacniacze stałoprądowe (lub wzmacniacze
przebiegów wolnozmiennych)
* wzmacniacze pasmowe – wzmacniają sygnał
z zadanego zakresu częstotliwości
*
wzmacniacze
selektywne
–
częstotliwości jest względnie wąski
* wzmacniacze szerokopasmowe
zakres
Najważniejsze parametry elektryczne wzmacniaczy to:
* współczynnik wzmocnienia prądowego
* współczynnik wzmocnienia napięciowego
* rezystancja (impedancja) wejściowa – określa jak bardzo
wzmacniacz obciąża źródło sygnału (im większa, tym
lepiej)
* rezystancja (impedancja) wyjściowa – określa jak duża
część wzmocnionego sygnału zostanie "stracona" w
obwodach wzmacniacza (im mniejsza, tym lepiej)
* pasmo przenoszonych częstotliwości
* stosunek sygnał/szum
Wartość wzmocnienia prądowego obliczamy
ze wzoru :
ki 
I wy
I we
Wzmocnienie napięciowe wylicza się
natomiast z zależności:
ku 
U wy
U we
Rodzaje wzmacniaczy – opis
1.
2.
3.
4.
Wzmacniacze szerokopasmowe
Wzmacniacze selektywne
Wzmacniacze mocy
Wzmacniacz scalony
1. WZMACNIACZE SZEROKOPASMOWE
Wzmacniacze szerokopasmowe - wzmacniają
sygnały o szerokim widmie częstotliwości.
Zastosowanie wzmacniaczy
szerokopasmowych:
- wzmacniacze teletransmisyjne
- wzmacniacze odbiorników telewizyjnych
- wzmacniacze urządzeń radarowych
Przykładowa charakterystyka ampiltudowa
Charakterystyki częstotliwościowe
Charakterystyka
fazowa
wzmacniacza
szerokopasmowego powinna wykazywać stałą
wartość przesunięcia fazowego w dużym zakresie
częstotliwości. Jeżeli charakterystyka ta wykazuje
zmianę kąta przesunięcia fazowego, to musi to być
liniowa zmiana w funkcji częstotliwości.
Wzmacniacz, który spełnia te warunki, nie
zniekształca
przenoszonego
sygnału
odkształconego można nazwać wzmacniaczem
szerokopasmowym
Charakterystyki częstotliwościowe wzmacniaczy
jednakowym paśmie przenoszenia:
a) szerokopasmowego
b) pasmowego
o
2.Wzmacniacze selektywne
Zadaniem
wzmacniaczy
selektywnych
jest
wydzielenie z sygnału wejściowego składowych o
częstotliwości bliskiej częstotliwości środkowej f0 (w
interesującym nas paśmie) i wytłumienie pozostałych
składowych sygnału. Wzmacniacze selektywne dzieli
się na: wzmacniacze z selektywnym sprzężeniem
zwrotnym,
nazywane
filtrami
aktywnymi
lub
ampifiltrami, oraz wzmacniacze rezonansowe.
Głównym zastosowaniem wzmacniaczy selektywnych
są urządzenia odbiorcze (radiowe, telewizyjne,
radarowe), analogowe systemy telekomunikacyjne,
modemy, filtracja sygnałów pomiarowych.
Parametry wzmacniaczy selektywnych
- Selektywność:
Selektywnością wzmacniacza jest nazywana zdolność do
tłumienia sygnałów o częstotliwościach leżących poza
pasmem przenoszenia, czyli: sygnałów niepożądanych.
- Częstotliwość środkowa:
Jest to częstotliwość(fo) przy której wzmacniacz
selektywny posiada maksimum charakterystyki czyli
wartość jeden.
- Pasmo trzydecybelowe:
Jest to przedział częstotliwości w którym wzmocnienie
wzmacniacza zmalało o 3dB w stosunku do
wzmocnienia przy częstotliwości środkowej fo
- Pasmo dwudziestodecbelowe:
Jest to zakres częstotliwości, w którym wzmocnienie
wzmacniacza zmalało do poziomu -20dB
3. WZMACNIACZE MOCY
Wzmacniacze mocy stosuje się do wzmacniania sygnałów
akustycznych
Budowa wzmacniacza mocy
Sygnał wej. jest podawany na wej. wzmacniacza
napięciowego (m.cz.) z którego poprzez stopień
sterujący jest odprowadzany do stopnia wyjściowego.
Następnie sygnał podawany jest na odbiornik np. głośnik
oraz poprzez pętle ujemnego sprzężenia zwrotnego na
wejście wzmacniacza napięciowego. Dzięki sprzężeniu
zwrotnemu uzyskuje się stabilizacje punktów pracy
tranzystorów a co za tym idzie minimalizację
zniekształceń nieliniowych.
Klasy pracy tranzystora
W zależności od położenia punktu pracy
tranzystorów wzmacniacze mocy dzieli się na
klasy:
A, B, AB, C,T
KLASA A -Sygnał wejściowy podawany na dany
stopień wzmacniający powoduje, że przez
element aktywny tego wzmacniacza płynie prąd
przez cały okres T sygnału sterującego.
Sprawność dla wzmacniaczy pracujących w
klasie A wynosi max 50%.
KLASA B -Sygnał wejściowy podawany na dany
stopień wzmacniający powoduje, że element
aktywny tego wzmacniacza przewodzi prąd tylko
przez połowę okresu T trwania sygnału
sterującego. Sprawność dla wzmacniaczy
pracujących w klasie B wynosi ok.78,5%.
KLASA AB - Sygnał wejściowy podawany na dany stopień
wzmacniający powoduje, że element aktywny tego
wzmacniacza przewodzi prąd przez czas krótszy niż
jeden okres T trwania sygnału sterującego, ale dłuższy
niż pół okresu. Klasa AB charakteryzuje się sprawnością
rzędu 50-70% z małymi zniekształceniami.
KLASA C - Sygnał wejściowy podawany na dany stopień
wzmacniający powoduje, że element aktywny tego
wzmacniacza przewodzi prąd przez czas krótszy niż pół
okresu T trwania sygnału sterującego.
KLASA
T – wzmacniacz klasy T jest procesorem
sygnałowym sterującym wyjściowymi tranzystorami w
sposób wyznaczony przez sygnał wejściowy i sygnał
sprzężenia zwrotnego. Współczynnik zniekształceń
nieliniowych poniżej 0,08% ,sprawność wynosi w granicy
70-90% tym samym klasa T łączy ze sobą zalety klas A,
AB, D
PARAMETRY WZMACNIACZA MOCY
Do podstawowych parametrów wzmacniacza mocy
zaliczamy :
- wzmocnienie mocy
- moc wyjściowa mierzona w watach
-współczynnik
sprawności
energetycznej
–jest
definiowany jako stosunek mocy wydzielonej w
obciążeniu do mocy pobieranej z zasilacza i podawany w
%
- współczynnik zniekształceń nieliniowych (współczynnik
zawartości harmonicznych) – jest miarą zniekształceń
sygnału wyjściowego wzmacniacz
- pasmo przenoszenia częstotliwości
CHARAKTERYSTYKI WZMACNIACZA
MOCY
Charakterystyka przejściowa
moc wyjściowa w funkcji napięcia
wejściowego
- napięcie przesterowania
- moc znamionowa
Charakterystyka zniekształceń
wzmacniacza mocy
napięcie wyjściowe w funkcji napięcia
wejściowego
h – współczynnik zniekształceń nieliniowych
Charakterystyka częstotliwościowa i charakterystyka zniekształceń
Moc wyjściowa w funkcji częstotliwości
Charakterystyka obciążeniowa
Zależność mocy wyjściowej wzmacniacza od wartości rezystancji obciążenia
- moc znamionowa
- rezystancja wyjściowa
- optymalna rezystancja obciążenia (dla wzmacniaczy akustycznych wynosi 4–8
ohm)
h – współczynnik zniekształceń nieliniowych
Charakterystyka energetyczna
- moc pobrana z zasilacza
- moc oddawana do obciążenia
- moc tracona w tranzystorach
Wzmacniacz scalony
Wzmacniacze scalone dzielimy ze względu na wykonanie :
- układy monolityczne których moc nie przekracza
30W są
wytwarzane w podłożu z monokryształu krzemu. Zwiększenie mocy
wyj. odbywa się kosztem jakości sygnału wyjściowego
-układy hybrydowe – mają o wiele większą moc (do 200 W ) oraz
wysoką jakość są wytwarzane w technice warstwowej która jest
znacznie droższa od wytwarzania układów monolitycznych.
Schemat scalonego wzmacniacza mocy TDA 2040 z zasilaniem
symetrycznym
Literatura
http://www.scribd.com/doc/425625/Symbole-graficzneelementow-elektronicznych
http://pl.wikipedia.org/wiki/Wzmacniacz_operacyjny
Notatki własne
http://pl.wikipedia.org/wiki/Wzmacniacz_mocy
Dziękuje za uwagę
Download
Random flashcards
bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

Create flashcards